通信电源原理以及维修分析.docx

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通信电源原理以及维修分析

原创性声明

本人郑重声明：

本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

论文作者签名：

            日期：

通信电源原理分析与检修

摘要：

通信电源在日常生活中有着广泛应用，通信电源的可靠性对整个供电系统有着重要的影响。

在通信电源的使用过程中，保障通信电源的安全性和可靠性就显得尤为重要。

本文首先简要介绍了通信电源的分类和组成，然后详细阐述了通信电源的工作原理，接着重点对通信电源在使用过程中的安全性问题及故障进行了系统分析，并指出目前通信电源故障检修存在的不足，最后对当前的通信电源的维护和检修方法进行了归纳总结，并且对通信电源的维修和检修方法提出了针对性的建议和改良措施。

通信电源是整个通信网络的核心部件，通信电源合理高效的维护对整个通信系统有着至关重要的影响，故探讨通信电源的检修具有重要的现实意义。

关键词：

通信电源；基本原理；维修检测；建议

AnalysisandMaintenanceofCommunicationPower

SupplyPrinciple

Abstract：

Communicationpowersupplyiswidelyusedindailylife,andthereliabilityofcommunicationpowersupplyhasanimportantinfluenceontheentirepowersupplysystem.Intheuseofcommunicationpower,itisparticularlyimportanttoensurethesecurityandreliabilityofcommunicationpower.Thispaperfirstbrieflyintroducestheclassificationandcompositionofthecommunicationpowersupply,thenexpoundstheworkingprincipleofthecommunicationpowersupply,andthenfocusesonthesystematicanalysisofthesecurityproblemandthefailureofthecommunicationpowersupplyintheprocessofuse,andpointsouttheshortcomingsofthefaultmaintenanceofthecurrentcommunicationpowersupply,andfinallytothecurrentcommunicationpowersupply.Themaintenanceandmaintenancemethodsaresummarized,andsomesuggestionsandimprovementmeasuresformaintenanceandoverhaulofcommunicationpowersupplyareputforward.Thecommunicationpoweristhecorecomponentofthewholecommunicationnetwork.Thereasonableandefficientmaintenanceofthecommunicationpowerhasaveryimportantinfluenceonthewholecommunicationsystem.Therefore,itisofgreatpracticalsignificancetodiscussthemaintenanceofthecommunicationpowersupply.

Keyword：

Communicationpowersupply；Basicprinciples；Maintenanceinspection；Suggestions

1引言

1.1研究背景及现状

在通信技术的发展过程中，对于计算机技术和微型电子技术的使用日渐普遍。

而通信电源在以电能传送为主要形式的物质方面，以及在以信息传送为主的信息方面都具有着重要的地位，通信电源在电网中起到的主要作用是：

对信息进行储存，控制和保障作用，在这一作用实现的过程中，其前提是，保障通信电源在使用过程中的稳定性和可靠性。

基于通信电源在电力系统中的重要地位，相关的学者和专家都对通信电源进行了大量的研究。

张雷霆在其发表的专著通信电源中，对通信电源的元件进行研究，在此基础上提出在硬件的选择和使用的改良，并在此基础上表明，硬件的合理选用能够有效的提升通信电源在使用过程中的安全性，对于通信电源的设计、使用和生产的过程中，都应该注重与当前最新的技术成果进行结合，实现对系统的硬件改良，进而提升系统的使用性能[1]。

郑宏在通信电源市场发展趋势分析一文中，对通信电源的输出基础以及对应的发展过程中进行研究，并指明了未来通信电源的发展方向，该研究表明，通信电源的输出技术的发展基础是，结合开关变换器实现的信号的多路传输，在此基础上，通信电源的输出技术，在经过了近50年的发展历程后，实现输出的技术手段，逐渐由当前的占用体积较大和消耗能量较高的变换器组合输出向耦合调节输出，和甲醛电压调节等手段的转换[2]。

杜润田在通信电源的设备使用维护手册中，对通信电源的可靠性的提示进行的综合研究，该研究首次从全局的角度论述了各个组成部分对通信电源的可靠性的影响，并结合大量数据统计和实例分析，总结出当前通信电源在使用过程中，出现的可靠性问题和阿安全性问题[3]。

苏金友在2013年发表的怎样加强通信电源设备的运行安全一文中对通信电源系统进行了认真的分析，在此基础上指出通信电源在运行中经常出现的问题和有效可行的检修方法[4]。

李玉桃在文章通信电源的管理与维护中提出通信电源在使用过程中的可靠性问题和安全问题以及产生大量能耗的主要原因在于，器件更新慢，集成程度差；材料选择范围窄，使用局限大；实现能源变换的方式以频率变换为主，变换的形式过于单一，不能满足实际需求的多样性；软件设计不科学，不能从编程技术上适应工作系统小型化和高频化的发展方向；并且在通信电源的实际生产过程中，由于生产工艺等技术问题，使器件的使用寿命缩短，影响了通信电源的可靠性[5]。

基于以上的学者的研究和当前通信电源在使用过程中，对整个电网起到的重要作用，对于通信电源来说，在使用的过程中应当保证良好的使用性能，具体表现在：

对环境的适应性，能够在不同的环境中保持稳定的工作；对需求的适应性，能够满足用户的不同使用需求；以及对经济效益的促进性，能够使用户通过通信电源的稳定性获得最大的投入回报，结合当前电信企业转型的背景，以及对通信电源的质量和安全性要求的提高，解决通信电源在使用中的安全性问题的核心在于：

分析基本工作原理的基础上对潜在的问题进行分析，结合使用过程中发生的故障，提出维修与维护措施及使用建议，并以此来保障通信电源的可靠、安全的使用。

1.2本人主要工作

本文的主要研究工作包括三个方面，第一个方面是了解通信电源的组成部分和各个部分的工作原理；第二个方面是，提出通信电源在使用过程中可能出现的使用故障，并结合具体的故障对维修的手段进行确定；第三个方面是，分析当前的维修过程和日常检修过程中存在的不足，并够在此基础上提出相关的建议。

1.3论文组织与结构

从内容和结构的划分来说，本文共分为六个主要部分。

第一部分：

引言。

在该部分中，结合对相关文献的总结和研究，了解通信电源的使用安全对电力系统、财产安全等方面的重要意义，在此基础上总结当前有关于通信电源可靠性的研究的方向和对应的研究内容。

确定本文的研究方向以及主要工作，对论文的提纲进行确定。

第二部分：

通信电源分类及组成。

在该部分中，主要介绍了通信电源的类型，通信电源的基本组成部分，以及通信电源的基本工作原理。

第三部分：

通信电源的故障及检修方法。

在该部分中，主要是结合当前通信电源的实际使用过程，对通信电源的故障进行总结，并分析导致故障的原因。

第四部分：

通信电源的检修建议。

在该部分中，主要的研究内容是，结合电工手册的内容和相关人员的经验，对前文正好中提出的通信电源的使用故障提出维修和解决的方案，并总结当前在通信电源日常维护中存在的不足，并在此基础上，提出对问题的改进建议。

第六部分：

总结。

对本文采用的主要研究方法，以及获得的研究结论进行总结，在此基础上，对本文的研究过程和研究结果进行评价，分析在本文的研究中存在的创新点，以及当前研究存在的局限性。

2通信电源分类及组成

2.1通信电源的分类

通信电源现行的基本分类的标准有两个。

第一个分类的标准是依据具体的通途进行分类，依据这一标准，通信电源可分为基础电源和机架电源两个组成部分。

其中基础电源又可以细分为两个子类，其中第一个子类是交流基础电源：

所使用的低压交流电源由市政电信或者备用的发电机组以及移动的发电站联合提供，使用三相五线制的低压交流电（额定电压为220V/380V），额定功率为50Hz；直流基础电源则是以－48v电压为首选标称值，由整流器输出或有蓄电池组，向各种通信设备，直流变换器，或通信逆变器提供直流电压的电源；机架电源则是指通信设备内所有的插件电源和包括整流器、逆变器和直流变换器在内的所有换流设备；第二个分类的标准是依据通信电源在发展的过程中，按照首选标称值对于通信电源进行分类，依据这一标准，同样可以将通信电源分成两类，分别是以－60v为首选标称值的步进制、纵横制式的老式的机电式交换机；以及以－48v电压为首选标称值的简化通信电源、程控交换机、程控传输机、程控光端机等设备[6]。

2.2通信电源的基本组成部分

通信电源的基本组成部分有：

通信电源系统一般由两个主要的部分组成，分别是：

第一部分：

供电系统，具体包括交流供电系统和直流供电系统。

第二部分：

接地系统[7]；通信电源的组成和具体的连接方式，如下图2.1所示。

2.2.1交流供电系统组成

通信电源的交流供电系统由高压配电所、降压变压器、油机发电机、UPS和低压配电屏组成。

交流供电系统可以有三种交流电源：

变电站供给的市电、油机发电机供给的自备交流电、UPS供给的后备交流电[8]。

（1）油电发电机

油机发电组是油电发电机的重要部分，其适应的通电参数与市电通电参数一致，按照其启动的自动性进行分类，能够将油电发电机分为两类，分别是按照传统方式进行人工启动的普通油机，以及能够自行进行启动的自动油机，油电发电

机存在的目的在于，通过油电发电机的启动能够有效的减弱通信电源的长时间停电造成的放电现象。

（2）UPS

UPS由三个主要的组成部分组成，具体包括蓄电池，逆变器，静态开关和整流器，UPS工作的原理和实现的主要目标对市电和交流电源的电信号进行连接，具体的方式是利用逆变器将市电进行整流后传输至交流电源中，或者是在断电时，利用蓄电池通过逆变器，将储存电能提供给交流电源，两个工作模式分别在通电或者断电的时候进行，通过静态开关的切换，切换逆变器的具体工作模式。

以此来保证通信电源在使用过程中的不间断性和稳定性[9]。

（3）交流配电屏

交流配电屏主要是对获得的电能，依据实际的使用情况和负载情况进行分配，同时能够起到一定程度上的预警作用，当市电系统发生异常时，能够对电压的过载和欠缺以及缺相的问题发出对应的预警信号。

图2.1通信电源的基本组成

2.2.2直流供电系统组成

通信设备的直流供电系统的基本组成包括：

高频开关电源（AC/DC变换器）、蓄电池、DC/DC变换器，直流配电屏，下面具体论述每个组成部分的功能[10]。

（1）整流器：

整流器的工作原理是，将交流配电屏中的交流电进行整流形成直流电压，连接直流配电屏，并通过直流配电屏的分配作用，将电压分别配送至蓄电池和电路中的负载。

（2）蓄电池：

直流供电系统中的蓄电池的作用与交流供电系统中的蓄电池的作用相似。

均能够保障在停电时的供电系统的稳定性。

（3）直流配电屏：

直流配电屏在使用过程中的功能和原理与交流供电系统的配电屏工作原理相似，同时直流配电屏也能够起到对信号异常的报警作用，如：

电池欠压、电池放电、供电异常等。

（4）DC-DC变换器：

DC/DC变换器的工作原理和工作性质是将基础电压进行满足实际需求的数值转换，具体的转换方式是将，-48V或+24V的基础电压转换成±5V、±6V、±12V、±15V、-24V适应内部组成部分的额定电压或需求电压。

2.2.3接地系统

为了防止触电、雷击等人为事故和自然因素对通信设备可靠性的影响，在通信电源的设置过程中必须设置完善的、高性能、可靠的接地装置，接地装置具体包括三个组成部分，分别是机房接地，交流接地和直流接地。

通信电源接地系统的原理图如图2.2所示。

（1）机房接地系统，具体包括直流和交流两种接地方式。

（2）交流接地：

交流接地具体包括：

交流工作、保护、以及防雷接地。

（3）直流接地：

直流接地具体包括：

工作接地、和机壳屏蔽接地。

避

雷

器

图2.2通信电源接地系统

2.3通信电源的基本工作原理

通信电源的基本工作原理如下：

（1）利用两个变电站分别作为主用和备用线路对进行高压电源的引入；

（2）通过自备的油电发电机组和照明设备完成对电压中断时的电压输出平稳性的保证；

（3）通过并联浮冲和尾电池供电的方式对蓄电池进行充电；保障在直流系统中的电信号不中断的基本条件；

（4）通过整理器在电路中的整流将电压进行形式转化并向通信设备进行传输；

（5）所有的工作部分和均能够完成双向的信号传输，在供电正常是利用正向传输，当供电中断时采取逆向传输的方式进行电压的平稳输出，同时利用备用电源的使用，确保正常主用电源损坏时，能够无瞬时中断的进行对电压的供给。

3通信电源的故障及检修方法

3.1通信电源使用安全性问题

通信电源的日常维护和检修手段为实现的目标是：

（1）能够保证实现不间断地供电的目标，并能够使所供电的质量符合相应的标准。

（2）通过周期性和经常性的维护检修和修理，以确保设备的稳定运行、运行中的可靠性，并在此基础上能够延长设备使用时间。

（3）通过周期性和经常性的维护检修和修理，能够迅速的准确地发现故障并排除故障，减少故障造成的损失。

（4）通过周期性和经常性的清扫，保持各个设备干净同时保证设备的环境整洁，使机房的环境能够适应工作需要，避免粉尘、液体污渍对通信电源可靠性带来的不利影响。

（5）大力发展新的监控技术，实现集中监控，减少在日常监控工作中的人员消耗和人力成本，同时对维护方法进行改良，使通信电源的简单故障能够进行自行维修，减少人为维修带来的误操作，时效性长等不利影响。

概括起来说，电源设备维护包括日常维护、定期检查和技术改造三各方面。

本手册仅对前两部分作一些说明。

设备的维护主要是根据行业规范与标准、当地规定来操作。

目前在通信电源的使用过程中，存在的安全问题，集中分布在电源、监控系统以及接地系统中，具体的安全性问题见下表3.1所示：

表3.1通信电源在使用过程中的安全性问题

故障存在位置

问题名称

交流配电单元故障分析

防雷器单元故障

交流输入缺相

交流输入过/欠压

交流接触器不吸合

交流接触器控制板（CEPU）

直流配电单元故障分析

直流输出电压低

直流输出电流显示不正确

蓄电池在放电时有一组蓄电池的放电电流为0

监控单元出现直流断路器断开告警

续表3.1

故障存在位置

问题名称

直流断路器出现故障

整流器故障分析

整流器无输出

整流器交流输入指示灯亮，输出灯亮、故障灯不亮，但整流器没有输出（没有输出电流）

过热

不均流或均流不良

风扇出现故障

过流保护

整流器直流输出过压故障

蓄电池部分分析

显示蓄电池的电熔丝熔断，并由监控单元发出警报

蓄电池组放电的电流值之间的差异大于10A

蓄电池组中出现个别蓄电池膨胀

端电压在蓄电池组使用的一段时间后，出现了大幅度的下降，且下降后的端电压不能满足蓄电池组的额定电压

放电时间随着蓄电池组使用时间的增加而减小，且减小的程度不符合蓄电池的线性系数设定

工作中出现温度异常情况

监控单元故障

屏幕不能进行正常的字符显示

屏幕能够进行正常字符显示，但不能结合工作状态进行更新，按键失灵

背光亮度自动调整失灵

仅显示背光，显示屏中无字符显示

仅显示字符，显示屏中无背光显示

A/D转换异常

蓄电池组温度异常

电流显示不准

结点控制异常

前台后台数据失联

3.2通信电源的维修方法

目前常见的通信电源的问题检测手段和维修方法主要表现在以下两个类型。

第一个类型为：

当通信电源在使用过程中，出现上述（见表3.1）的问题时，利用电力系统原理的基础知识对问题进行解决，属于先发现问题后解决问题的类型，在这一类型的问题解决的基本原则和方法是：

保证通信设备不间断供电。

第二个类型是通信电源的日常维护，属于问题的预防类型，利用电力工程人员的定期巡视检查对通信电源的各项指标进行记录，并对通信电源进行对应的维护措施，具体的内容包括：

对通信电源工作环境的除尘、清扫；对通信电源的定期断电测试；对通信电源在实际运行过程中的各项指标进行检测。

3.2.1交流配电的常见故障和维修方法

结合前文的论述，在通信电源的交流配电部分的常见问题是：

防雷器单元故障；输入缺相；过/欠压输入；接触器不合和控制板故障。

对于防雷器单元故障的问题分析和维修方法主要有三个，第一：

排除器件损坏情况；第二：

进行接触检查，以重新插线的方式排除接触不良的使用故障；第三：

调整底座位置（仅适用于菲尼克斯式防雷系统）。

对于输入缺相来说，问题分析和维修方法是：

第一，判断交流缺相的真实性，确定故障发生位置，若交流真实缺相，则说明电源故障，若无真实缺相，则导致问题的原因是变送器故障；第二：

排除器件损坏情况，测量变送器的41至43号端子的直流电压，是否满足3V，当任一端子电压不满足额定值则说明变送器损坏；第三，以端子并联方式进行暂时性维修，或以更换变送器方式进行长久性维修。

对于过/欠压输入的问题来说，问题分析和维修的方法是：

第一，判断故障位置，采用的主要方法是，对经过变送器前后的输入电压和输出电压进行检查，若输入电压和输出电压的比值，符合60：

1则说明，变送器准确，由此可以判定，故障位置位于监控单元；若不符合上述比例，这说明变送器故障；第二，监控单元问题，以更换背板进行对问题的解决，第三，变送器问题：

以更换变送器的方式进行对问题的解决。

对于接触器不合问题，维修的具体方法是：

第一，利用万用表检查，排除器件损坏情况，若接触器的线圈为通路，则为接触不良问题；若接触器的线圈为断路，则说明器件损坏；第二，对损坏器件进行更换。

而对于控制板故障问题来说，具体的维修方法是：

第一，确认故障发生的位置：

故障可发生在市电一级供电和市电二级供电阶段；第二，解决的方式：

跳过CEPU板；第三，市电一级供电问题解决方式实现利用X11和X31插座的互换使用；第四，市电一级供电问题解决方式实现利用X21和X31插座的互换使用。

3.2.2直流电源的常见故障和维修方法

对于直流电源来说，常见的可靠性问题和常见的故障是：

电压过低；电流显示错误；存在蓄电池放电电流为0；监控单元出现直流断路器断开告警和断路器故障。

对于电压过低的故障来说，问题分析和维修的方法是：

第一，确定问题类型，确定导致直流电压输出数值较低的可能是温度补偿和非温度补偿两种原因；第二，采取具体的解决办法，对于温度补偿来说，可利用更换背板或者分压电阻的方式进行维修对于非温度补偿来说，应调整每一个整流器的输出，同时对浮充电压的数值进行重新设定。

对于电流显示错误的故障来说，问题分析和维修的方法是：

第一，确定问题原因，导致该问题的主要原因是显示模块的接触不良第二，解决办法，可以通过补充焊接，检测插针后对插针方向进行校正，实现对问题的解决。

对于存在蓄电池放电电流为0的故障来说，问题分析和维修的方法是：

第一，确定问题类型，产生该问题的主要原因是，蓄电池端电压错误或者蓄电池检测回路异常；第二，采取具体的解决办法，利用替换法对故障位置的蓄电池进行替换，或者将电路中的蓄电池组之间进行替换，确定问题的具体类型，结合蓄电池组中的各类问题的解决方式进行具体的问题解决。

对于监控单元出现直流断路器断开告警的故障来说，问题分析和维修的方法是：

第一，导致该问题的原因，可能造成该问题的原因主要有两个，其一是断路器出现真实断开，其二是断路器正常连接，由此可确定检测线工作异常；第二，解决办法，对于断路器的真实断开来说，不需要对告警进行处理，而对于断路器的非真实断开来说，则应当检测断路器的检测线。

对于断路器故障的故障来说，问题分析和维修的方法是：

更换断路器

3.2.3整流器的常见故障和维修方法

在整流器的工作过程中，常见的故障是：

整流器无输出；过热故障；均流故障；风扇故障以及过流保护故障。

对于整流器无输出的故障来说，问题解决和维修的方法是：

第一，导致该问题的原因，产生该问题的主要原因有，整流器无交流电压输入，输入熔丝断开，或者整流器自身发生故障；第二，解决办法，对故障元件进行对应的更换

对于整流器的过热的故障来说，问题解决和维修的方法是：

整流器内部主散热器上温度超过85℃时，模块停止输出，此时监控单元有告警信息显示。

模块过热可能是因为风扇受阻或严重老化、整流器内部电路工作不良引起，对前一种原因应更换风扇，后一种原因需对该电源模块进行维修。

第一，导致该问题的原因，内部工作电路工作不良，或风扇的使用故障，如，老化和损坏；第二，解决办法，对于内部电路问题的解决，应当采用维修电源模块的方式；而对于风扇故障来说，则应当对风扇进行更换。

对于整流器的均流故障来说，问题解决和维修的方法是：

第一，问题产生的原因，可能是监控线中出现断线或者解除不良，或是整流器中的均流效果不佳；第二，问题的解决，对于监控线的断线或接触不良的问题，应当进行接线检查，而对于均流效果的问题，应当调整浮充电压和均充电压的的数值至额定范围，或者以更换均流芯片和检测均流母线的方式对改为每天进行解决。

对于风扇故障来说，问题解决和维修的方法是：

第一，确定问题产生的原因，可能是由于风扇被堵塞或者风扇损坏；第二，解决办法，将堵塞物进行清除实现风扇的清理和堵塞的解决；而对于风扇损坏的问题，则应当采取的手段是对风扇进行拆卸和维修。

而对于整流器的过流保护故障来说，整流器具有过流保护功能。

若输出短路，则模块回缩保护，输出电压低于20V时整流器关机，此时面板上的限流指示灯亮。

故障排除后，模块自动恢复正常工作问题产生的原因，可能是由于输出过程中出现短路问题，对应的解决办法是，对故障进行排除后，进行整流器的重新启动。

3.2.4蓄电池的常见故障和维修方法

在蓄电池的工作过程中，常见的故障是：

监控单元报蓄电池熔丝断告警；蓄电池组放电的电流值之间的差异大于10A；体积膨胀；端电压下降以及放电时间缩短等。

对于监控单元报蓄电池熔丝断告警的故障来说，问题解决和维修的方法是：

第一，确定问题，产生问题的原印是蓄电池的电熔丝出现了真实熔断，或者是电熔丝的工作正常，但是对应的检测电路出现